DE102012102283A1 - Method for determining aging of hydrogen fuel cells of fuel cell stack of vehicle, involves comparing difference between identified and computed catalyst carrier surface areas to measure alteration in catalyst carrier surface area - Google Patents
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Abstract
Description
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
1. Gebiet der Erfindung1. Field of the invention
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren zum Quantifizieren der Alterung von Membranen und Elektroden in einem Brennstoffzellenstapel und insbesondere auf ein Verfahren zum Schätzen eines ”cross-over”-parasitären Stroms und eines Kurzschlusswiderstands der Membranen in einem Brennstoffzellenstapel, um die Alterung der Brennstoffzellen in dem Stapel zu bestimmen.The invention relates generally to a method of quantifying the aging of membranes and electrodes in a fuel cell stack, and more particularly to a method of estimating cross-over parasitic current and short-circuit resistance of the membranes in a fuel cell stack to prevent aging of the fuel cells to determine the stack.
2. Diskussion des Standes der Technik2. Discussion of the Related Art
Wasserstoff ist ein sehr attraktiver Brennstoff, da er regenerativ ist und dazu verwendet werden kann, effizient Elektrizität in einer Brennstoffzelle zu produzieren. Eine Wasserstoffbrennstoffzelle ist eine elektrochemische Vorrichtung, die eine Anode und eine Kathode beinhaltet, zwischen denen ein Elektrolyt angeordnet ist. Die Anode erhält Wasserstoffgas und die Kathode erhält Sauerstoff oder Luft. Das Wasserstoffgas wird in der Anode dissoziiert, um freie Wasserstoffprotonen und Elektronen zu erzeugen. Die Wasserstoffprotonen gelangen durch den Elektrolyten zu der Kathode. Die Wasserstoffprotonen reagieren mit dem Sauerstoff und den Elektronen in der Kathode und erzeugen dabei Wasser. Die Elektronen können von der Anode nicht durch den Elektrolyten gelangen. Dementsprechend werden sie über eine Last geleitet, um Arbeit auszuführen, bevor sie an die Kathode gelangen.Hydrogen is a very attractive fuel because it is renewable and can be used to efficiently produce electricity in a fuel cell. A hydrogen fuel cell is an electrochemical device including an anode and a cathode, between which an electrolyte is disposed. The anode receives hydrogen gas and the cathode receives oxygen or air. The hydrogen gas is dissociated in the anode to generate free hydrogen protons and electrons. The hydrogen protons pass through the electrolyte to the cathode. The hydrogen protons react with the oxygen and electrons in the cathode, producing water. The electrons can not pass through the electrolyte from the anode. Accordingly, they are passed over a load to perform work before they reach the cathode.
Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellen (Proton exchange membrane fuel cells, PEMFC) sind populäre Brennstoffzellen für Fahrzeuge. Eine PEMFC beinhaltet im Allgemeinen eine feste Polymerelektrolytenprotonen-leitende Membran, so zum Breispiel eine Membran aus einer Perfluorsulfonsäure. Die Anode und die Kathode beinhalten typischerweise fein verteilte Katalysatorteilchen, gewöhnlicherweise Platin (Pt), verteilt auf Kohlenstoffpartikeln und vermischt mit einem Ionomer. Die Katalysatormischung ist an entgegengesetzten Seiten der Membran aufgebracht. Die Kombination der Anoden-Katalysatormischung, der Kathoden-Katalysatormischung und der Membran definieren eine Membran-Elektrodenanordnung (MEA). MEAs erfordern eine adäquate Brennstoffversorgung und eine Befeuchtung für den effektiven Betrieb.Proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) are popular fuel cells for vehicles. A PEMFC generally includes a solid polymer electrolyte proton conductive membrane, such as a perfluorosulfonic acid membrane, for example. The anode and cathode typically include finely divided catalyst particles, usually platinum (Pt) dispersed on carbon particles and mixed with an ionomer. The catalyst mixture is applied to opposite sides of the membrane. The combination of the anode catalyst mixture, the cathode catalyst mixture and the membrane define a membrane electrode assembly (MEA). MEAs require adequate fuel supply and humidification for effective operation.
Typischerweise werden mehrere Brennstoffzellen zu einem Brennstoffzellenstapel kombiniert, um die gewünschte Leistung zu generieren. Der Brennstoffzellenstapel erhält ein Kathodeneingangsgas, wobei typischerweise ein Luftfluss mittels eines Kompressors durch den Stapel geleitet wird. Von dem Stapel wird nicht der gesamte Sauerstoff aufgebraucht und einiges an Luft wird als Kathodenabgas ausgelassen, wobei das Kathodenabgas Wasser als ein Stapelabfallprodukt beinhalten kann. Der Brennstoffzellenstapel erhält auch ein Anodenwasserstoffeingangsgas, das in die Anodenseite des Stapels fließt.Typically, multiple fuel cells are combined into a fuel cell stack to generate the desired performance. The fuel cell stack receives a cathode input gas, typically with an air flow passing through the stack by means of a compressor. Not all of the oxygen is consumed by the stack, and some of the air is discharged as the cathode exhaust, and the cathode exhaust may include water as a stack waste product. The fuel cell stack also receives an anode hydrogen input gas that flows into the anode side of the stack.
Ein Brennstoffzellenstapel weist typischerweise eine Reihe von bipolaren Platten auf, die zwischen die mehreren MEAs in dem Stapel angeordnet sind, wobei die bipolaren Platten und die MEAs zwischen zwei Endplatten angeordnet sind. Die bipolaren Platten beinhalten eine Anodenseite und eine Kathodenseite für benachbarte Brennstoffzellen in dem Stapel. Anodengasflusskanäle sind auf der Anodenseite der bipolaren Platten bereitgestellt, die es erlauben, dass das Anodenreaktionsgas zu der jeweiligen MEA fließt. Kathodengasflusskanäle sind auf der Kathodenseite der bipolaren Platten bereitgestellt, die es erlauben, dass das Kathodenreaktionsgas zu der jeweiligen MEA fließt. Eine Endplatte beinhaltet Anodengasflusskanäle und die andere Endplatte beinhaltet Kathodengasflusskanäle. Die bipolaren Platten und Endplatten bestehen aus einem leitfähigen Material, wie zum Beispiel rostfreiem Stahl oder einem leitfähigen Verbundmaterial. Die Endplatten leiten die Elektrizität, die von den Brennstoffzellen generiert wurde, aus dem Stapel heraus. Die bipolaren Platten beinhalten des Weiteren Flusskanäle, durch welche ein Kühlmittel fließt.A fuel cell stack typically includes a series of bipolar plates disposed between the plurality of MEAs in the stack, with the bipolar plates and MEAs disposed between two end plates. The bipolar plates include an anode side and a cathode side for adjacent fuel cells in the stack. Anode gas flow channels are provided on the anode side of the bipolar plates that allow the anode reaction gas to flow to the respective MEA. Cathode gas flow channels are provided on the cathode side of the bipolar plates, which allow the cathode reaction gas to flow to the respective MEA. One end plate includes anode gas flow channels and the other end plate includes cathode gas flow channels. The bipolar plates and end plates are made of a conductive material such as stainless steel or a conductive composite material. The end plates divert the electricity generated by the fuel cells out of the stack. The bipolar plates further include flow channels through which a coolant flows.
Die MEAs sind permeabel und gestatten deswegen, dass Stickstoff in der Luft von der Kathodenseite des Stapels durch die MEA wandert und sich an der Anodenseite des Stapels sammelt, was oft als Stickstoff-”Cross-Over” bezeichnet wird. Obwohl der anodenseitige Druck geringfügig größer sein kann als der kathodenseitige Druck, verursachen die kathodenseitigen Partialdrücke, dass Sauerstoff und Stickstoff durch die Membran wandert. Der gewanderte Sauerstoff verbrennt im Beisein des Anodenkatalysators, wohingegen der gewanderte Stickstoff in der Anodenseite des Brennstoffzellenstapels sich im Wasserstoff löst. Wenn die Stickstoffkonzentration über einen gewissen Prozentsatz ansteigt, beispielsweise über 50%, können Brennstoffzellen in dem Stapel an Wasserstoff erschöpft sein. Falls die Anode an Wasserstoff erschöpft ist, kann der Brennstoffzellenstapel versagen adäquate elektrische Leistung zu produzieren und kann den Elektroden in dem Brennstoffzellenstapel Schaden zufügen. Da die Membranen altern, können sie dünner werden und es dadurch ermöglichen, dass Stickstoff mit einer schnelleren Rate auf die Anodenseite wandert.The MEAs are permeable, allowing nitrogen in the air to migrate from the cathode side of the stack through the MEA and collect on the anode side of the stack, often referred to as nitrogen cross-over. Although the anode-side pressure may be slightly greater than the cathode-side pressure, the cathode-side partial pressures cause oxygen and nitrogen to migrate through the membrane. The migrated oxygen burns in the presence of the anode catalyst, whereas the migrated nitrogen in the anode side of the fuel cell stack dissolves in the hydrogen. As the nitrogen concentration increases above a certain percentage, for example above 50%, fuel cells in the stack may be depleted of hydrogen. If the anode is depleted of hydrogen, the fuel cell stack may fail to produce adequate electrical power and may leak to the electrodes damage in the fuel cell stack. As the membranes age, they can become thinner, allowing nitrogen to migrate to the anode side at a faster rate.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, ein Entlüftungsventil am Anodenabgasauslass des Brennstoffzellenstapels anzuordnen, um den Stickstoff aus der Anodenseite des Stapels abzulassen. Ferner ist es aus dem Stand der Technik bekannt, den Molenbruch an Stickstoff in der Anodenseite mit einer Modellrechnung abzuschätzen, um zu bestimmen, wann die Entlüftung der Anodenseite oder des Anodensubsystems zu erfolgen hat. Die Modellabschätzung kann allerdings fehlerbehaftet sein, insbesondere, weil mit der Zeit eine Alterung der Komponenten des Brennstoffzellensystems, beispielsweise der Membranen, erfolgt. Wenn die Abschätzung des anodenseitigen Stickstoffmolenbruchs signifikant größer ist als der tatsächliche Stickstoffmolenbruch, wird aus dem Brennstoffzellensystem mehr Anodengas als nötig abgelassen, das heißt es wird Brennstoff vergeudet. Wenn die Abschätzung des anodenseitigen Stickstoffmolenbruchs signifikant niedriger ist als der aktuelle Stickstoffmolenbruch, dann wird nicht genug Anodengas abgelassen und es können zu wenig Reaktanten in der Brennstoffzelle vorliegen, was zur Beschädigung der Elektroden in dem Brennstoffzellenstapel führen kann.From the prior art, it is known to arrange a vent valve at the anode exhaust outlet of the fuel cell stack to vent the nitrogen from the anode side of the stack. Further, it is known in the art to estimate the molar fraction of nitrogen in the anode side with a model calculation to determine when to deaerate the anode side or the anode subsystem. However, the model estimation can be faulty, in particular because aging causes the components of the fuel cell system, for example the membranes, to age over time. If the estimation of the anode-side nitrogen mole fraction is significantly greater than the actual nitrogen mole fraction, more anode gas is vented from the fuel cell system than necessary, that is, fuel is wasted. If the estimate of the anode-side nitrogen mole fraction is significantly lower than the current nitrogen mole fraction, then enough anode gas is not vented and there may be too few reactants in the fuel cell, which may damage the electrodes in the fuel cell stack.
In Abhängigkeit der Leistungsanforderungen eines Brennstoffzellensystems ändert sich die Spannung des Brennstoffzellenstapels. Dies ist als Spannungswechsel des Stapels bekannt. Ein Spannungswechsel verursacht, dass sich die Katalysatorteilchen ändern, beispielsweise können die Katalysatorteilchen sich zu einem Aggregat zusammensetzen, wobei sie die Oberflächenfläche, auf welcher die elektrochemische Reaktion stattfinden kann, reduziert. Dies verursacht Ineffizienzen und vermindert die Lebensdauer der Brennstoffzelle. Darüber hinaus kann die Aggregation von Katalysatorteilchen den Katalysatorträger zum Kollabieren bringen. Korrosion der Katalysatorschichten kann ebenfalls eintreten, was die Lebensdauer der Brennstoffzelle ebenfalls reduziert.Depending on the power requirements of a fuel cell system, the voltage of the fuel cell stack changes. This is known as a voltage change of the stack. A voltage change causes the catalyst particles to change, for example, the catalyst particles can aggregate to form, reducing the surface area on which the electrochemical reaction can take place. This causes inefficiencies and reduces the life of the fuel cell. In addition, the aggregation of catalyst particles can collapse the catalyst support. Corrosion of the catalyst layers can also occur, which also reduces the life of the fuel cell.
Demzufolge besteht ein Bedürfnis danach, die Alterung der Elektroden und der Membranen in einem Brennstoffzellenstapel über die gesamte Lebensdauer der Membranen in dem Stapel in einer Art zu bestimmen, die in einem Brennstoffzellenstapel in einem Fahrzeug ausgeführt werden kann, ohne dass das Fahrzeug zu einer Wartung kommen muss und ohne das Erfordernis von mühsamen Testbedingungen, die den normalen Betrieb des Fahrzeugs beeinträchtigen können. Die Fähigkeit, die Elektroden- und Membranalterung in einem Brennstoffzellenfahrzeug zu quantifizieren, bringt eine Vielzahl von Möglichkeiten mit sich, um die Effizienz des Fahrzeugs und die Leistung, basierend auf den Fahranforderungen, zu optimieren.Accordingly, there is a need to determine the aging of the electrodes and membranes in a fuel cell stack over the life of the membranes in the stack in a manner that can be performed in a fuel cell stack in a vehicle without requiring the vehicle to be serviced must and without the requirement of tedious test conditions that may affect the normal operation of the vehicle. The ability to quantify electrode and membrane aging in a fuel cell vehicle presents a variety of opportunities to optimize vehicle efficiency and performance based on driving requirements.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Im Einklang mit den Lehren der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Bestimmung der Alterung von Brennstoffzellen in einem Brennstoffzellenstapel offenbart. Das Verfahren beinhaltet das Aufrechterhalten eines konstanten Flusses an Wasserstoff zu der Anodenseite des Brennstoffzellenstapels, das Abschalten eines Luftflusses zu einer Kathodenseite des Stapels, sobald eine vorbestimmte Konzentration an Wasserstoff in der Anodenseite erreicht wurde, und das Identifizieren einer Katalysatoroberflächenfläche und einer Katalysatorträgeroberflächenfläche für Katalysatorschichten in dem Brennstoffzellenstapel. Das Verfahren beinhaltet des Weiteren das Bestimmen des gesamten parasitären Stroms des Brennstoffzellenstapels, um einen ”cross-over”-parasitären Strom und einen Kurzschlusswiderstand des Brennstoffzellenstapels zu bestimmen. Das Verfahren beinhaltet des weiteren die Berechnung der Katalysatoroberflächenfläche und der Katalysatorträgeroberflächenfläche der Katalysatorschichten und das Vergleichen der Differenz zwischen der identifizierten Katalysatoroberflächenfläche und der berechneten Katalysatoroberflächenfläche, um die Änderung in der Katalysatoroberflächenfläche abzuschätzen.In accordance with the teachings of the present invention, a method for determining the aging of fuel cells in a fuel cell stack is disclosed. The method includes maintaining a constant flow of hydrogen to the anode side of the fuel cell stack, shutting off air flow to a cathode side of the stack once a predetermined concentration of hydrogen in the anode side has been achieved, and identifying a catalyst surface area and catalyst support surface area for catalyst layers in the anode fuel cell stack. The method further includes determining the total parasitic current of the fuel cell stack to determine a cross-over parasitic current and a short-circuit resistance of the fuel cell stack. The method further includes calculating the catalyst surface area and the catalyst carrier surface area of the catalyst layers and comparing the difference between the identified catalyst surface area and the calculated catalyst surface area to estimate the change in catalyst surface area.
Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Patentansprüchen in Verbindung mit den beigefügten Figuren offenbar.Further features of the present invention will become apparent from the following description and the appended claims, taken in conjunction with the accompanying drawings.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN DETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS
Die folgende Diskussion der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die auf ein Verfahren zum Quantifizieren der Alterung der Brennstoffzellmembranen und -elektroden in einem Brennstoffzellenstapel über die Lebensdauer des Stapels gerichtet ist, ist rein beispielhafter Natur und in keiner Weise dazu gedacht, die Erfindung oder ihre Anwendungen oder Verwendungen zu begrenzen.The following discussion of embodiments of the present invention directed to a method for quantifying the aging of fuel cell membranes and electrodes in a fuel cell stack over the life of the stack is merely exemplary in nature and is in no way intended to limit the invention or its applications or applications Limit uses.
Luft aus einem Kompressor
Ein Controller
Der Controller
Der parasitäre Strom korreliert direkt zur Membranfunktionsfähigkeit. Wenn der parasitäre Strom niedrig ist, sind die Membranen funktionsfähig und funktionieren wie erwartet. Die Alterung der Membranen kann demnach über die Lebensdauer des Brennstoffzellenstapels
Falls, basierend auf den Stapelcharakteristiken bestimmt wird, dass der parasitäre Strom einer oder mehrerer der Membranen
Das Ausführen präziser Rechnungen bezüglich des parasitären Stroms der Membranen in einem Stapel kann bei einem Brennstoffzellenstapel in einem Fahrzeug unpraktikabel sein, da spezifische Testparameter schwierig zu erhalten sind und den normalen Betrieb des Fahrzeugs beeinträchtigen könnten. Der parasitäre Strom kann allerdings mit einem guten Grad an Genauigkeit abgeschätzt werden, indem ein Wasserstoff-Takeover-Test ausgeführt wird, welcher das Aufrechterhalten eines konstanten Flusses von Wasserstoff an die Anodenseite und das Abschalten des Luftflusses an die Kathodenseite zu einer Zeit, bei der die Wasserstoffkonzentration in der Anodenseite bekannt ist, beinhaltet, was Fachleuten bekannt ist. Der oben diskutierte Algorithmus wird verwendet, um den gesamten parasitären Strom der Membranen in dem Stapel zu schätzen, den parasitären Strom, der durch einen ”Cross-over”-Strom verursacht wurde, und den parasitären Strom, der durch einen Kurzschlussstrom verursacht wurde, oder den Kurzschlusswiderstand, während drei Stufen des einzelnen Wasserstoff-Takeover-Tests. Der Kurzschlusswiderstand wird aus der Stromdichte bestimmt, was Fachleuten bekannt ist. Während jeder Stufe wird der Spannungsabfall des Brennstoffzellenstapels überwacht, was im Folgenden detaillierter beschrieben wird.Performing accurate calculations regarding the parasitic flow of the membranes in a stack may be impractical with a fuel cell stack in a vehicle because specific test parameters are difficult to obtain and could affect the normal operation of the vehicle. However, the parasitic current can be estimated with a good degree of accuracy by performing a hydrogen takeover test, which involves maintaining a constant flow of hydrogen to the anode side and shutting off the air flow to the cathode side at a time when the hydrogen Hydrogen concentration in the anode side includes what is known to those skilled in the art. The algorithm discussed above is used to estimate the total parasitic current of the membranes in the stack, the parasitic current caused by a cross-over current, and the parasitic current caused by a short circuit current, or the short circuit resistance, during three stages of the single hydrogen takeover test. The short circuit resistance is determined from the current density, which is known to those skilled in the art. During each stage, the voltage drop of the fuel cell stack is monitored, which will be described in more detail below.
Zusätzlich zum Schätzen des parasitären Stroms schätzt der Algorithmus des weiteren die Alterung der Elektroden, das heißt der Katalysatorschichten
Da der Bereich des Spannungsabfalls relativ klein ist, beispielsweise 200 mV, wird angenommen, dass jeglicher Kurzschlusswiderstand konstant ist. Die Kapazität des Brennstoffzellenstapels
Stufe 1 kann als die Stufe definiert werden, bei der die Gasphase an Sauerstoff in der Kathode zum größten Teil durch parasitäre Ströme aufgebraucht wird. Beispielsweise werden der Betrag von Katalysatoroberflächenfläche und Katalysatorträgeroberflächenfläche auf der Kathodenseite des Stapels
Der Kapazitätsfaktor C1 der Stufe 1 kann definiert werden als:
Wobei CCa-H die intrinsische Katalysator-Wasserstoff-Pseudokapazität ist, CCa-DL die intrinsische Katalysatordoppelschichtkapazität ist, rfCa der Rauhigkeitsfaktor des Katalysators ist, CS-DL die intrinsische Katalysatorträgerdoppelschichtkapazität ist und rfS der Rauhigkeitsfaktor des Katalysatorträgers ist.Where C Ca-H is the intrinsic catalyst hydrogen pseudo capacity, C Ca-DL is the intrinsic catalyst double-layer capacity, rf Ca is the roughness factor of the catalyst, C S-DL is the intrinsic catalyst support double-layer capacity and rf S is the roughness factor of the catalyst support.
Der Geometriefaktor β1 der Stufe 1 kann definiert werden als: The geometry factor β 1 of stage 1 can be defined as:
Wobei F die Faraday-Konstante (96,485 C/mol) ist, VCath das gesamte Kathodenvolumen mit Sauerstoff ist, AMEA die aktive Fläche der MEA ist und CO2 die Konzentration an Sauerstoff in der Kathode ist.Where F is the Faraday constant (96.485 C / mol), V Cath is the total cathode volume with oxygen, A MEA is the active area of the MEA, and C O2 is the concentration of oxygen in the cathode.
Der Rauhigkeitsfaktor rfCa des Katalysators kann definiert werden als:
Wobei loading die Katalysatorbeladung in der MEA in mgCa/cm2, und ECA die Katalysatoroberflächenfläche in mCa 2/gCa ist.Where loading is the catalyst loading in the MEA in mg Ca / cm 2 , and ECA is the catalyst surface area in m Ca 2 / g Ca.
Ähnlich kann der Rauhigkeitsfaktor rfS des Katalysatorträgers definiert werden als:
Wobei Ssurface area die Katalysatorträgeroberflächenfläche ist.Where S surface area is the catalyst carrier surface area .
Der gesamte parasitäre Strom IP, berechnet mit dem Algorithmus im Kasten
Darüber hinaus berechnet der Algorithmus, wieviel an gesamtem parasitärem Strom von dem ”cross-over”-parasitären Strom verursacht ist, das heißt von Gasen verursacht ist, die die Membran
Wobei IXO der ”Cross-Over”-Strom, C3 der Kapazitätsfaktor für Stufe 3 und β3 der Geometriefaktor für Stufe 3 ist. Where I XO is the cross-over current, C 3 is the capacitance factor for stage 3, and β 3 is the geometry factor for stage 3.
Der Kapazitätsfaktor C3 für Stufe 3 kann definiert werden als:
Der Geometriefaktor β3 der Stufe 3 kann definiert werden als: The geometry factor β 3 of stage 3 can be defined as:
Danach werden die Kathoden-Katalysatoroberflächenfläche und Katalysatorträgeroberflächenfläche aus der Stufe 2 im Kasten
Wobei C2 der Kapazitätsfaktor der Stufe 2 ist, Rsh der Kurzschlusswiderstand ist und
Der Kapazitätsfaktor C2 der Stufe 2 kann wie folgt definiert werden: The capacity factor C 2 of level 2 can be defined as follows:
Es wird erwartet, dass sich der Kapazitätsterm ändert, da die Pseudo-Kapazität unterhalb ungefähr 600 mV gegenüber reversibler Wasserstoffelektrode (reversible hydrogen electrode, RHE) nicht länger entladen wird, das heißt Oxide, die auf der Katalysatoroberfläche adsorbiert sind, werden vollständig durch Wasserstoff aufgebraucht. Die Berechnungen werden jetzt vereinfacht durch die Annahme, dass das Kurzschließen eine Funktion der Spannung ist. Daher kann eine Beziehung zwischen Kurzschlusswiderstand, ”cross-over”-parasitärem Strom und gesamtem parasitärem Strom unter Verwendung der folgenden Gleichung gefunden werden: The capacity term is expected to change since the pseudo-capacitance below about 600 mV is no longer discharged to reversible hydrogen electrode (RHE), that is, oxides adsorbed on the catalyst surface are completely consumed by hydrogen , The calculations are now simplified by the assumption that shorting is a function of voltage. Therefore, a relationship between short circuit resistance, crossover parasitic current, and total parasitic current can be found using the following equation:
Wobei IXO der ”cross-over”-parasitäre Strom ist und
Damit wird die Stufe 2 Kapazität des gemessenen Spannungsabfalls der Stufe 2 zuletzt bestimmt, da zu diesem Zeitpunkt der gesamte parasitäre Strom, der ”cross-over”-parasitäre Strom und der Kurzschlusswiderstand bekannt sind. Wie oben erläutert, muss der nach Stufe 3 ermittelte ”cross-over”-parasitäre Strom ermittelt werden, bevor der Kurzschlusswiderstand ermittelt wird, da in der Stufe 3 der Kurzschlussstrom oder -widerstand als Null angenommen werden können. Daher ist der ”cross-over”-parasitäre Strom die einzige Unbekannte in Stufe 3 und kann gemäß der oben diskutierten Gleichung 6 ermittelt werden.Thus, the stage 2 capacity of the measured voltage drop of the stage 2 is determined last, because at this time the total parasitic current, the cross-over parasitic current and the short-circuit resistance are known. As explained above, the cross-over parasitic current determined in step 3 must be determined before the short-circuit resistance is determined, as in step 3 the short-circuit current or resistance can be assumed to be zero. Therefore, the crossover parasitic current is the only unknown in step 3 and can be determined according to equation 6 discussed above.
Falls die Differenz zwischen der berechneten Katalysatoroberflächenfläche, ECA, und der angenommenen Katalysatoroberflächenfläche geringer ist als ein vorbestimmter Wert, beispielsweise ein Prozent, und die Differenz zwischen der berechneten Katalysatorträgeroberflächenfläche Ssurface area, und der angenommenen Katalysatorträgeroberflächenfläche geringer ist als ein vorbestimmter Wert, wird der Algorithmus anschließend das Berechnen im Kasten
Die vorhergehende Diskussion offenbart und beschreibt rein beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Ein Fachmann kann leicht aus der Beschreibung und aus den beigefügten Figuren und Patentansprüchen erkennen, dass verschiedene Änderungen, Modifikationen und Variationen gemacht werden können, ohne den Geist und den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung, wie er in den folgenden Patentansprüchen definiert ist, zu verlassen.The foregoing discussion discloses and describes purely exemplary embodiments of the present invention. One skilled in the art can readily appreciate from the specification and from the appended drawings and claims that various changes, modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention as defined in the following claims.
Claims (10)
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R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
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